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板柱节点抗冲切性能研究综述

作者：王瑞

来源：《装饰装修天地》2018年第13期

摘 要：随着社会经济的快速发展，人们对于建筑结构的要求也越来越高，绿色、经济、美观的建筑模式成为了建筑发展的目标。钢筋混凝土板柱结构因为具备以上优点而备受青睐，并且在商业建筑和民用建筑中已经投入使用多年。但是钢筋混弄土板柱结构因为自身的抗剪承载力较小，在受到震害时加以不平衡弯矩的作用使得其节点很容易受到冲切破坏。这一直成为板柱结构不能在较高层和易发生震害地区广泛使用的重要原因，为此国内外学者和专家采用了多种多样的措施来提高该结构节点的抗冲切性能。本文将针对近些年来国内外对如何提高钢筋混凝土板柱结构节点抗冲切性能的试验研究和得出的结论加以总结。 关键词：板柱结构；节点；抗冲切性能 1 前言

钢筋混凝土板柱结构指的是板与柱的搭接形式脱离了以往的以梁作为中间平台而直接使得柱与板连接在一起，这种去掉梁的板柱结构使得自身的受力由以往的复杂化变得简单化，对于构件系统受力的分析更加明了化。因为没有了梁的存在，同时也使得楼层的层高变低，室内的利用美化面积增大，简单的施工工序使得施工进度得到了高效的提升。但是因为没有了梁对力的分布和缓冲而使得板上的力直接传递给下柱，下柱由于承受过大的剪力作用在节点处非常容易发生冲切破坏，所以对于提高板柱节点的抗冲切性能是十分关键的一部。

本文针对如何提高板柱节点的抗冲切性能而借助国内外众多试验研究总结出以下几种有效的方法：设置柱帽或者托板、配置抗冲切钢筋、提高板下部受拉钢筋的配筋率等方法。 2 混凝土板柱节点的研究

针对板柱节点抗冲切性能的提高，就目前的研究现状大多数集中在以下几个方面：设置柱帽或者托板、配置抗冲切钢筋、提高板下部受拉钢筋的配筋率。 2.1 配置柱帽或者柱托板

通过设置柱帽或托板来增强板柱节点的抗冲切性能的原理在于，通过在柱上端配置一块大于柱截面尺寸的硬性材料来增大柱端的受力面积，同时也对板的跨度的计算长度减小以此来缩小所承受的弯矩，不过该方法由于施工工序复杂，变相的增大了空间的使用面积，所以先实际中往往很少采用。

2002年，国外专家Megally和Ghali通过对板柱结构采用配置柱帽和柱托板进行了相关的试验研究，并且借助了有限元法对试验得出的结果对比分析认为：构件在配置柱帽后，其节点

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产生了脆性破坏，当有较大弯矩作用时，通过取用ACI318-99而过高估算了柱帽所能提供的强度；当作用较小剪力和较大弯矩同时进行时试验结果证明配置柱帽不可行。 2.2 配置抗冲切钢筋

在80年代开始，我国学者开始进行抗冲切钢筋的研究，国内学者主要研究的方向集中在在板内配置U形箍筋、锚栓和弯起钢筋的试验研究，并且取得了一定的研究成果和得出了重要结论。

2015年，国内学者吴艺、吕西林和扶长生，通过利用有限元软件Abaqus对5个配置型钢剪力架的板柱节点进行了模拟分析，模拟分析的内容是型钢的截面和布置方式的不同对于板柱节点抗震性能的影响。分析结果表明：工字钢以八方向布置时其能够提供最大的抗弯承载力，并且总结出了计算相关承载力的计算公式。 2.3 提高板下部受拉钢筋的配筋率

钢筋混弄土板柱的抗冲切承载力的大小关键受到以下三个部分的制约：板的底部受拉混凝土的强弱、混凝土和钢筋骨架的咬合力以及接头的锚固强度。因此，如果我们想要提高板柱的抗冲切承载力方可以通过增加板低的配筋率来实现，但是根据相关知识和混凝土配筋规范可以了解到超筋往往会引起板受压过大时会发生脆性破坏。

2004年，任达等对国内外有关板柱抗冲切试验的研究资料进行了整理和筛选，通过相关的规范中量化纵筋的配筋率的观点进行了深刻的归纳和总结，他们认为欧洲规范CEB90以及英国规范BS8110中所采用的[ρ1/3]配筋率相比其他配筋率的采用更加的合理。

2008年，Tian和Jirsa通过对5个板柱中柱节点的试验研究，认为在配筋率较低的情况下发的冲切破坏是因为混凝土的裂缝穿过板的顶部纵筋，导致了板最后失去了变形能力而并非是节点处的剪力达到了破坏应力；伴随着板内钢筋配筋率的增大，节点的抵抗冲切能力变大。 3 目前存在的问题

就目前板柱结构体系的发展仍然存在着很多问题，根据国内外大量的研究表明了目前对于提高板柱节点的抗冲切性能的最宜方法是使用锚栓和型钢剪力架。这种应用在国外的发展与应用已经变得很普遍但是在国内依然处于尝试期并未得到推广。

虽然我国对于板柱节点的研究做了大量的研究，同时也取得了相当大的成果，但是对于板柱结构的研究依然需要付出更多的努力，还需要进一步的完善和验证。尽快修订相应的国家规范和行业规程标准。 4 结束语

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钢筋混凝土板柱结构在不同配置形式下其节点的抗冲切性能表现出了不同的抵抗能力，但是综合来看目前比较好的还是配置锚栓和型钢剪力架，也是现在使用最多的抗剪方法。 参考文献：

[1] 吴艺，吕西林，扶长生.带有型钢剪力架的板柱节点抗震性能研究[A].第十五届高层建筑抗震技术交流会论文集[C].贵阳，2015.

[2] 任达，周朝阳，张季超.板冲切抗力中配筋率影响度量方式的分析[J].广州大学学报（自然科学版），2004（2）：155～159.

[3] GB 50010-2002.混凝土结构设计规范[S].

[4] 周军，吕西林.混凝土平板结构中柱节点在剪力与不平衡弯矩共同作用下的分析研究[J].建筑结构学报，1997（5）：32.